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メカトロ・シリーズ 【シリーズ一覧へ】

PWM駆動によるベクトル制御の基礎と実際

小型ACサーボ・モータの制御回路設計

石島 勝 著
B5変型判 200ページ
CD-ROM付き
定価3,024円(税込)
JAN9784789841498

2009年3月1日発行

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 ACサーボ・モータは,精密XYステージや産業ロボットなど,高精度な位置決め制御が必要とされるメカトロニクス機器に広く応用されています.ACサーボ・モータは同期型の交流モータであり,その精密かつ高速な制御にはサーボ技術,とくにPID制御やベクトル制御が必要になります.
 本書では,数十WクラスのACサーボ・モータの速度/位置決め制御を行うためのハードウェアとソフトウェアについて,具体例を示して解説しています.駆動回路はMOSFETによる3相PWM駆動方式,サーボ・コントローラはH8マイコンとCPLDで構成し,PID制御および位置速度ループ制御を行うマイコンのソフトウェアについてソース・コードを示しながら解説します.


目次

はじめに

第1部 基礎編

 モータの分類から回転のしくみまで
第1章 ACサーボ・モータの基礎
 1 本書での重点課題
 2 本書で扱うACサーボ・モータ
 3 モータのおさらい
 4 モータの分類とACサーボ・モータの位置付け
 5 サーボとは

 モータに働く力と速度/位置制御の方法
第2章 ACサーボ・モータのしくみと特徴
 1 回転力を発生するメカニズム
 2 回転力からステッピング駆動へ
 3 ブラシレスDCモータ駆動
 4 ACモータ駆動(正弦波駆動)
 5 正弦波駆動によるマイクロステップ駆動
 6 ブラシDCモータ

 DCモータ,ブラシレスDCモータおよびACサーボ・モータを例にして
第3章 モータ駆動回路の基礎
 1 モータ駆動における基礎知識
 2 モータのPWM駆動方法
 3 PWM駆動におけるモータ電流の検出方法

 サーボ・コントローラの設計を行うために
第4章 モータ制御の基礎
 1 モータ制御における基礎知識
 2 サーボ・コントローラの役割
 3 ディジタル信号処理の基礎知識
 4 ディジタル・フィルタ設計支援ソフトウェア(DSP.EXE)
 5 フィルタ設計の特徴をつかむ
 6 サーボ・コントローラのシステム設計


第2部 応用編

 H8マイコンとCPLDで構成する
第5章 マイコンによるACサーボ・モータ制御の基礎
 1 H8S/2367FとCoolRunnerIIのおもな特徴
 2 マイコンの応用方法
 3 PLDの使用方法
 4 ACサーボ・モータ制御回路のシステム設計

 ACサーボ・モータを駆動する
第6章 3相PWM制御回路の実際
 1 設計仕様
 2 使用部品および回路の選定
 3 ACサーボ・モータ駆動ハードウェアの回路
 4 ベクトル制御の基礎知識
 5 マイコンによるベクトル制御の実践

 マイコンで制御するために
第7章 ソフトウェアによるサーボ・コントローラの設計
 1 サーボ・コントローラの構成
 2 フィードバック制御器
 3 IIRディジタル・フィルタ演算ルーチン
 4 フィードフォワード演算ルーチン
 5 目標軌跡生成器

 浮動小数点の演算を高速化する
第8章 アセンブリ言語によるサーボ・コントローラの高速化
 1 IEEE準拠単精度浮動小数点
 2 16ビット精度浮動小数点
 3 PIDコントローラ
 4 位置速度ループ・コントローラ
 5 IIRディジタル・フィルタ

 リニア・ステージのコントロールを例として
第9章 ACサーボ・モータの制御実験
 1 モータ制御実験の設備
 2 サーボ調整手法
 3 モータ制御実験(PIDコントローラ)
 4 モータ制御実験(位置速度ループ・コントローラ)
 5 モータの出力電力

Appendix AC/DCサーボ・モータ・ドライバMCG02



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